武漢大學侯紹聰團隊在高亮度自旋發光二極管研究領域取得新進展

　　【儀表網 研發快訊】近日，國際學術期刊《自然·光子學》(Nature Photonics)在線發表了武漢大學電氣與自動化學院、電網環境保護全國重點實驗室教授侯紹聰研究團隊關于高亮度自旋發光二極管方向的最新研究成果，論文題為“Manipulating spin dynamics via exciton–exciton interactions for bright spin light-emitting diodes”。電氣與自動化學院博士研究生劉奇、王炎龍為共同第一作者，侯紹聰為通訊作者。
 

　　自旋發光二極管在新一代光電子器件、自旋光子學和信息通信等領域具有重要應用前景。然而，在室溫條件下，由于自旋翻轉過程較快，自旋極化容易衰減，自旋信息也隨之丟失，器件難以同時實現高偏振、高亮度和長壽命，這成為制約其實際應用的關鍵瓶頸。
 

　　針對這一難題，侯紹聰團隊構筑了一種具有空間分隔發光單元的雜化手性金屬鹵化物異質結構。該結構利用寬帶隙手性自旋注入材料，將原本連續分布的發光區域分割成多個相互隔離的小區域。相比傳統結構，空間隔離能夠降低高激發條件下激子之間的碰撞和相互作用，減少自旋信息在發光過程中的損失，從而有效保持自旋極化。這一設計突破了傳統自旋發光器件中亮度與自旋保持能力難以兼顧的瓶頸。研究發現，該結構能夠抑制自旋翻轉速率隨激發強度升高而快速增加，將自旋弛豫時間延長至納秒量級，同時保持較高的發光效率。
 

　　研究團隊進一步揭示了器件工作過程中自旋信息保持與損失的動力學機制，闡明了激子相互作用對自旋保持能力的影響，為高亮度條件下維持穩定偏振發光提供了理論依據。基于該異質結構制備的自旋發光二極管實現了13,084 cd m-2的圓偏振電致發光亮度，最大電致發光不對稱因子達到0.2；在初始亮度為100 cd m-2時，外推半衰壽命超過5,000小時。相比已報道自旋發光器件，該器件在亮度、偏振性能和運行穩定性方面均實現顯著提升。這項工作建立了激子相互作用與自旋動力學之間的內在聯系，為實現兼具高亮度、高偏振度和長壽命的自旋發光器件提供了新的設計思路，也為下一代顯示技術和量子技術的發展提供了新的可能。
 

　　該工作得到了國家自然科學基金、武漢大學科研公共服務條件平臺、電網環境保護全國重點實驗室等支持。
 

　　引用：侯紹聰團隊在高亮度自旋發光二極管研究領域取得新進展 武漢大學 【引用時間：2026年7月30日】